Sistemas Autônomose

Roteamento na InternetEdgard Jamhour

Topologia de Rede de um ISP (Exemplo ADSL)

CPE

B-RAS

linha de baixa capacidade

linha de alta capacidade

Broadband Remote Access Server (responsável por

autenticar e policiar o tráfego do usuário)

PPPoE

usuário acesso núcleoborda

CPE

CPE

DSLAM

Como uma operadora localiza um CPE de outra operadora?

CPE

CPE

CPE

operadora 2operadora 1

CP

E

CP

E

CP

E

CP

E

CP

E

CP

ECPE

CPE

CPE

Sistema Autônomo(Autonomous System - AS)

Sistema Autônomo 1

rederede

Sistema Autônomo 2

rede rede

rede

redeSistema

Autônomo 3

O que é um AS ?

B

I

Conexão com outro AS

200.17.1.0/24

200.17.2.0/24

200.17.3.0/24

O AS pode divulgar rotas agrupadas:

200.17.0.0/16

200.17.130.0/24

II

I

Autoridades de Registro de Endereço

IANA

ARIN RIPE NCC AfriNIC LACNIC APNIC

América do Norte

Europa, Oriente e

Asia Central

Africa América Latina e Caribe

Ásia e Pacífico

Exemplos de AS

AS PUCPR

Número do AS: 13522Prefixos: 3

Endereços IP:8192Nome: Pontificia

Descrição :Universidade Catolica do Parana

País: BR

Autoridade de Registro: LACNIC

Prefixo BGP do endereço www.pucpr.br:

200.192.112.0/21

AS GOOGLE

Número do AS: 15169Prefixos: 109

Endereços: 122624Nome: GOOGLE

Descrição: Google Inc.

País: US

Autoridade de Registro: ARIN

Prefixo BGP do endereço google.com

Prefix:209.85.128.0/17

Backbone e Sistema Autômo são conceitos diferentes

Toda operadora é um AS, mas nem todo AS é uma

operadora

Alguns backbones, como o da RNP, atuam como interligação entre ASs

POP-PRCuritiba

POP = Ponto de Presença

Tipos de AS

[peer] [transit]

AS2transit

AS1non-transit

AS5stub

AS4transit

AS3transit[transit] [transit]

[transit] [transit]

sentido de divulgação das

rotas

PTT (Ponto de Troca de Tráfego)IXP (Internet Exchange Point)

PTT MetroSão Paulo

http://ptt.br

Tipos de RoteadoresSistema

Autônomo 1

rede

Sistema Autônomo 2

rede rede

rede

redeSistema

Autônomo 3

CPE

Conhece rotas dos outros AS

A Internet é apenas a

rota default

Conhece apenas rotas no Interior

do AS

Protocolos de Roteamento

AS1

rede

AS2

rede rede

rede

redeAS3

CPE

Protocolo de roteamento do tipo EGP

(Exterior Gateway Protocol)

Protocolo de roteamento do tipo IGP

(Interior Gateway Protocol)

Não precisa de protocolo

de roteamento

Conceitos Básicos de Roteamento

A B

CD

E

ir até E por B com custo 2

ir até E por C com custo 3

As duas rotas estão da RIB, mas apenas a melhor

está na FIB

Conceitos Básicos de Roteamento

A

C

B E

D

F

2

2

2

53

3

11

A

C

B E

D

F

estado de enlace

vetor de distâncias

[2]

[4]

[2][4]

Vetores de Distância

A

B

C Drede A

1

2

12

1

2

13

acesso a rede A com custo 1

acesso a rede A com custo 2

acesso a rede A com custo 1

acesso a rede A com custo 2

X

rede A por A.1

rede A por A.2 rede A por C3

rede A por B2

Estado de Enlace

A BLink State Database

Link State Database

hello

hello

LSALSA

novo LSA

AX

B

C

D

E

novo LSA novo LSA

novo LSA

novo LSA

Dijkstra Shortest Path First (SPF)

• Princípio: – Encontrar o menor caminho entre um dos nós da rede e todos os demais

• Estratégia:– Escolher sempre o melhor nó adjacente– Atribuir custos acumulativos a cada nó da rede

A

C

B

D

F

E

1

5

3

5

1

6

4

20

1

4

5

9

10

Divisão em Áreas

área A área C

área B

ABR

ABR

resumoresumo

resumo

ABR: Roteador de Borda de Àrea

Roteador Intra-Area

resumo das outras áreas

(rotas agregadas)

estado completo da própria área

ABR

ABR

Vetores de Caminho

200.17.1.0/24

B

C D

EF G

I JEGP

SA1

Y

X W

Z

EGP

200.17.1.0/24 via SA3

SA2

SA3

200.17.1.0/24 via SA3, SA2

200.17.1.0/24 via SA3, SA1

200.17.1.0/24 via SA3

Protocolos para Redes IP

• Vetor de Distâncias– RIP (Routing Information Protocol)

• Estado de Enlace– OSPF (Open Shortest Path First)

• Vetor de caminho– BGP (Border Gateway Protocol)

RIP

Rede 200.192.0.0/24

Rede 200.134.51.0/24

ATIVOUsualmente roteador

PASSIVOUsualmente host

RIP request

RIP response

RIP response

Formato das Mensagens RIP v2

Command(1: request, 2: response)

Version (2)

Reserved

Address Family(0xffff para Autenticação)

IP Address

Subnet mask

Next Hop IP Address

Metric

Tipo de Autenticação

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Informação de Autenticação X 4

Address Family(2 para IPv4)

Tag de Rota

Cabeçalho

Autenticação

Entradas de Rota....

Autenticação

Exemplo: Funcionamento do RIP

A

2

200.0.0.1/24

3

CB

1

INTERNET 0.0.0.0/0

192.168.0.2/24192.168.0.1/24 192.168.1.1/24

200.0.0.2/24

0 1

0

1

0 1

Exemplo de Propagação da Rota 192.168.1.0/24

A

2

200.0.0.1/24

3

CB

1

INTERNET

0.0.0.0/0

192.168.0.2/24192.168.0.1/24 192.168.1.1/24

200.0.0.2/24

192.168.1.0/24 via 200.0.0.1 (custo 2)

192.168.1.0/24 via 192.168.0.2

(custo 1)

192.168.1.0/24 via IP1

(custo 3)

IP1

rota local192.168.1.0/24 via

direta(custo 0)

Exemplo de Propagação da Rota 192.168.0.0/24

A

2

200.0.0.1/24

3

CB

1

INTERNET

0.0.0.0/0

192.168.0.2/24192.168.0.1/24 192.168.1.1/24

200.0.0.2/24

192.168.0.0/24 via 200.0.0.1 (custo 1)

IP1 rota local192.168.0.0/24 via

direta(custo 0)

rota local192.168.0.0/24 via

direta(custo 0)

192.168.0.0/24 via 192.168.1.1

(custo 1)

192.168.0.0/24 via IP1

(custo 2)

Exemplo de Propagação das Rotas 0.0.0.0/0 e 200.0.0.0/24

A

2

200.0.0.1/24

3

CB

1

INTERNET

0.0.0.0/0

192.168.0.2/24192.168.0.1/24 192.168.1.1/24

200.0.0.2/24

0.0.0.0/0 via 200.0.0.2 (custo 2)

0.0.0.0/0 via 192.168.0.1

(custo 3)200.0.0.0/24 via

192.168.0.1(custo 1)

IP1

Rota manual0.0.0.0/0 via

IP_ISP(custo 1)

0.0.0.0/0 via 192.168.1.1

(custo 4)200.0.0.0/24 via

192.168.1.1(custo 2)

Rota local200.0.0.0/24 via

200.0.0.1/24(custo 1)

Tabela de Roteamento do Roteador 1

Destino Gateway Interface Custo Tipo192.168.1.0/24 direto 2 0 local

192.168.0.0/24 direto 1 0 local

200.0.0.0/24 192.168.0.1 1 1 RIP

0.0.0.0/0 192.168.0.1 1 3 RIP

ROTEADOR 3

Destino Gateway Interface Custo Tipo192.168.1.0/24 192.168.0.2 2 1 RIP

192.168.0.0/24 direto 2 0 local

200.0.0.0/24 direto 1 0 local

0.0.0.0/0 200.0.0.2 1 2 RIP

ROTEADOR 2

OSPF: Open Shortest Path First

A B

Hello [multicast]

Hello [multicast]

Database Description [unicast]

Database Description [unicast]

Link State Request [unicast]

Link State Request [unicast]

Link State Update [multicast]

Link State Update [multicast]

Link State Acknowledge [unicast]

Link State Acknowledge [unicast]

Terminologia OSPF

R1

R5 R6

R0

N1

Area 0

Area 2 (Stub)Area 1

R3

BACKBONEOSPF

Area 0.0.0.0

R7R4

Fronteira de AS

N2

N1

Roteador de Fronteira de Área (ABR)

R2

Roteador de Fronteira de AS (ASBR)

Rx

Rede RIP

R8

Area 3

Roteador Designado

meio de múltiplo acesso

Roteador Designado

Roteador Designado de Backup

(Link State Update) vários LSA[224.0.0.5]

(Link State Update) vários LSA

(Link State Update) vários LSA[224.0.0.6]

Cabeçalho OSPF

Version (2) Tipo de Mensagem Tamanho da Mensagem

Identificador de Roteador

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Identificador de Área

Checksum da mensagem

Dados de autenticação...

Reservado

Tipo de Autenticação

ID de Chave Tamanho da Autentic.

Número de sequência

Cabeçalho OSPF

Mensagem Hello

Máscara de rede

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Intervalo de Hello

Roteador designado

Roteador designado de backup

Intervalo de morte do roteador

Primeiro Vizinho

Mensagem Hello

Opções Prioridade Roteador

Outros Vizinhos

Mensagem DataBase Description

MTU da Interface Opções

Número de sequência da descrição do banco de dados

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Idade do Estado de Enlace

Identificador de Estado de Enlace

Roteador Anunciante

Opções

Número de sequência do Estado de Enlace

Database Description

Reservado I M S

Tipo do Est. Enlace

Checksum Tamanho

Outros Cabeçalhos de Anúncio de Estado de Enlace

....

LSA H

eader

Mensagens Link State Update

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Contador de Anúncios (número de LSAs)

Idade do Estado de Enlace (LS)

Link State Acknowledge (LSU = N X LSA)

Opções Tipo de LS

Identificador de estado do enlace

Roteador Anunciado

Número de Sequência de Estado do Enlace

Checksum do Estado de Enlace (LS) Tamanho

Flags Reservado Número de Enlaces

Identificador de Enlace (IP ou Subrede)

Dado do Enlace (Máscara de Subrede)

Tipo de Enlace Contador de TOS Métrica Padrão

TOS Reservado Métrica do TOS

Mensagens Link State Acknowledge

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Link State Acknowledge

Idade do Estado de Enlace

Identificador de Estado de Enlace

Roteador Anunciante

Opções

Número de sequência do Estado de Enlace

Tipo do Est. Enlace

Checksum Tamanho

Outros Cabeçalhos de Anúncio de Estado de Enlace

....

LSA H

eader

BGP: Border Gateway Protocol

AB

Open [unicast]

Open ou Notification [multicast]

Update [unicast]

Update [unicast]

KeepAlive [unicast]

KeepAlive [unicast]

Route Refresh [unicast]

Route Refresh [unicast]

BGP

Speaker

BGP

Speaker

Cabeçalho BGP

Marcador

Marcador (cont.)

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Marcador (cont.)

Tamanho da Mensagem

Marcador (cont.)

Tipo da Mensagem Versão (4)

Cabeçalho BGP

Open

Cabeçalho BGP e Open

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

ID AS Tempo de Suspensão

Identificador BGP

Tamanho Opcoes Parâmetros Opcionais

Parâmetros Opcionais

Open

Mensagem BGP: Update

Tamanho das Rotas Retiradas

Tamanho do Atributos do Caminho

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

Update

rotas retiradas

atributos de caminho (rota anunciada)

informações de acesso a camada de rede

Lista de atributos da rota que está sendo anunciada. Cada atributo segue o formato Tipo-Valor-Comprimento

Tamanho do NLRI

Corresponde a uma lista de prefixos que pode ser acessado através da rota anunciada. Exemplo: 200.1.2.0/24, 200.1.3.0/24, 60.1.0.0/16, etc.

Corresponde a uma lista de prefixos que está deixando de ser ofertado pelo roteador. Exemplo: 200.1.2.0/24, 200.1.3.0/24, 60.1.0.0/16, etc.

Atributos de Caminho

AS-PATH: {SA1}NEXT-HOP: BNLRI: {2001.2.0/24, 200.1.3.0/24}

200.1.2.0/24

200.1.3.0/24

200.2.3.0/24200.2.2.0/24

E F

G H

SA2

I J

K L

SA3

A B

C D

SA1 AS-PATH: {SA2}NEXT-HOP: HNLRI: {200.2.2.0/24, 200.2.3.0/24}

AS-PATH: {SA1,SA2}NEXT-HOP: HNLRI: {2001.2.0/24, 200.1.3.0/24}

update

update

Conclusão

• A Internet está organizada em sistemas autônomos (AS)

• A configuração de rotas dos roteadores da Internet é realizada de forma automática, utilizando-se protocolos de roteamento.

• Os protocolos de roteamento para rede IP se dividem em duas grandes categorias: IGP (configuração de rotas no interior do AS) e EGP (configuração de rotas entre AS).

• Existem vários protocolos IGP para redes IP: RIP, OSPF, IS-IS. Os protocolos baseados em estado de enlace, como o OSPF e o IS-IS são considerado mais adequados para redes grande.

• O único protocolo aceito como EGP para Internet é o BGP.